电流源、电压源等效变换.docxVIP

授课题目

电流源、电压源等效变 授课类型换

新授课

首次授课时间 2014年 月日 学时 2

1、理想电路元件的伏安特性教学目标 2、电压源与电流源的等效变换

重点与难点

电压源与电流源的等效变换

教学手段与方 课堂讲授，辅以多媒体电子课件法

教学过程：（包括授课思路、过程设计、讲解要点及各部分具体内容、时间分配等）

【授课思路】 学生

本节课主要以学生高中物理曾经学习过的电路的基本知识为

基础，讲解解过程中要注意学生的反映，注意与学生多交流。注意教活动

师为主导，学生为主体的教学理念。引导学生积极参与本节课的教学。

【过程设计】

在课堂中，可以穿插一些较为实用的的举例，能够与实际相联系。

注意理论联系实际的方法，启发学生的抽象思维，激发学生的学习兴 学生思

趣。为上好这一节课，还要注意讲练结合、理论联系实际。

【讲解要点】

考在高

中物理

针对电容、电感伏安特性和储能的相似性，对比讲解帮助学生理 曾经学

解和记忆，举例说明电源等效变换的方法及其注意事项

习过的

【导入新课】上节课我们学习了电路的电容、电阻、电感的基本原理，相关内

这节课我们来学习电压源与电流源的等效变换

【出示目标】

1、理想电路元件的伏安特性

2、电压源与电流源的等效变换

【具体内容】

四、独立电源元件

在电路中能独立提供电能的元件称为独立电源。

1、理想电源

有恒压源（理想电压源）和恒流源（理想电流源）之分。

恒压源

内阻为零，能提供恒定电压的理想电源。图形符号如图（a）所示，其输出特性（外特性）曲线如图（b）所示。

特点：①任一时刻输出电压与流过的电流无关；

容如理

想电源和实际电源。

②输出电流的大小取决于外电路负载电阻的大小。b

a I

U

+U

+

S

U U R

- S L

O I

（a） （b）

a I

U

I U R

S L

bO

b

I I

S

（c） （d）

恒流源

内阻为无穷大，能提供恒定电流的理想电源。图形符号如图（c）所示。其输出特性曲线如图（d）所示。

特点：①任一时刻输出电流与其端电压无关；

②输出电压的大小取决于外电路负载电阻的大小。

2、实际电源的模型

实际电源有内电阻，用理想电源元件和理想电阻元件的组合，表征实际电源的特性。

电压源模型

①图形符号：恒压源Us与内电阻Ro串联组合如图（a）。

②外特性：电压源输出电压与输出电流的关系为

U?U ?IR

S o

当电源开路时，I=0，输出电压U=Us；

a U

SI 开路U

S

R

o

+ U R

L

U

- S O

b

I

短路US

Ro

（a） （b）

当电源短路时，U=0，输出电流I=Us/Ro;

当Ro→0时，U→Us，电压源→恒压源，其外特性曲线如图（b）。

电流源模型

①图形符号：恒流源Is与内电阻Ro并联组合如图（c）。

②外特性：电流源输出电流与输出电压的关系为

U

I?I ?

S R

o U

开路IIR

开路

I

SS0

S

I R U R

S o L

b

O 短路I I

（c） （d）

当电源开路时，I=0，输出电压U=Is·Ro； 当电源短路时，U=0，输出电流I=Is；

当Ro→∞时，I→Is，电流源→恒流源。其外特性曲线如图（d）。

(3)电压源和电流源的等效变换

一个实际电源可建立电压源和电流源两种电源模型，对同一负载而言这两种模型应具有相同的外特性，即有相同的输出电压和输出电流，根据电压源和电流源的外特性表达式样可得：

U

I ? S

U ?I R

S R 或 S S

即两种电源模型对外电路而言是等效的，可以互相变换，可用图（e）

a

R

0

I R

U S 0

S

b

示意。 （e）

注意：

①变换时，恒压源与恒流源的极性保持一致；

②等效关系仅对外电路而言，在电源内部一般不等效；

③恒压源与恒流源之间不能等效变换。

应用电源的等效变换化简电源电路时，还需用到以下概念和技巧：

①与电压源串联的电阻或与电流源并联的电阻可视为电源内阻处理。

②与恒压源并联的元件和与恒流源串联的元件对外电路无影响，分别作开路和短路处理。

③两个以上的恒压源串联时，可求代数和，合并为一个恒压源；两个以上的恒流源并联时，可求代数和，合并为一个恒流源。

例：试将给定电路(a)化简为电流源。解：

①去除对外电路没有影响的元件5Ω和3Ω电阻，合并电阻为等效电阻，如图（b）所示。

1Ω

1Ω 3

+ 4

10V 3

+ 4V 1 a

4

2Ω

+

10V

-

+4V - 1Ω

a

2Ω

3A

5Ω- b

b

（b）

②并联电源中的电压源等效变换为电流源，如图（c）所示。

③合并恒流源，合并与恒流源并联的电阻，如图（d）